Kamu mungkin pernah bermain dengan magnet, misalnya magnet yang digunakan untuk menempelkan hiasan di lemari es. Klip kertas yang terbuat dari besi mudah ditarik oleh magnet. Apakah hanya benda-benda dari besi yang dapat menempel ke magnet? Coba, tempelkan koin tembaga dan sendok perak ke magnet. Apakah benda-benda logam tersebut menempel? Ternyata, tidak semua benda logam dapat ditarik magnet. Bagaimana dengan senyawa dari besi? Apakah juga dapat ditarik oleh magnet? Mari lakukan percobaan berikut untuk membuat senyawa dari besi dan menguji daya magnetnya.
1. Ampelas 20 buah paku untuk menghilangkan lapisan pelindung. Dekatkan magnet pada paku Amati dan catat hasilnya.
2. Paku-paku tersebut dimasukkan ke dalam stoples berisi air. Sebanyak 4 sendok makan cairan pemutih dan 2 sendok makan cuka dimasukkan ke dalam stoples.
Catatan:
Lakukan pencampuran antara cairan pemutih dengan cuka di luar ruangan. Berhati-hatilah dengan gas klorin beracun yang dihasilkan dari reaksi ini. Segera jauhi stoples setelah pencampuran kedua bahan tersebut. Atau gunakan masker khusus agar gas klorin tidak terhirup.
3. Campuran didiamkan seharian atau lebih hingga paku berkarat. Campuran diaduk perlahan dan paku sedikit digosok untuk memisahkan karatnya. Endapkan karat.
4. Setelah cukup mengendap, paku perlahan diambil dari stoples dan larutan dibuang. Hati-hati jangan sampai endapan karat di bawah stoples ikut terbuang. Cara ini disebut dekantasi.
5. Tuang air pada endapan karat untuk membersihkannya dari sisa-sisa zat pereaksi.
6. Larutan didiamkan sampai karat mengendap kembali. Pisahkan endapan karat dengan air secara dekantasi. Gunakan kertas saring dan corong jika kamu kesulitan dalam memisahkan endapan karat.
7. Diamkan endapan karat sampai mengering (sekitar 1-2 hari).
8. Setelah kering dan berbentuk serbuk, dekatkan magnet pada serbuk karat. Amati dan catat hasilnya.
9. Letakkan serbuk karat pada sendok. Panaskan serbuk karat di atas kompor. Amati dan catat perubahan yang terjadi.
10. Serbuk karat didiamkan sampai dingin. Coba dekatkan pada magnet. Amati dan catat hasilnya.
Tahukah kamu?
Reaksi perkaratan membutuhkan waktu lama jika tidak ditambahkan zat-zat yang mempercepat. Oleh karena itu, ditambahkan cairan pemutih dan cuka dapur. Reaksi yang terjadi antara cairan pemutih dan besi sebagai berikut.
2Fe(s) + 3NaOCl(aq) -> Fe2O3(s) + 3NaCl(aq)
Cairan pemutih mengoksidasi besi, sedangkan cuka yang bersifat asam bertindak sebagai katalis reaksi. Tetapi, cairan pemutih juga bereaksi dengan cuka dan menghasilkan gas klorin (Cl2) yang beracun sebagai hasil samping reaksi. Bahan aktif pada cairan pemutih pakaian ialah NaClO.
Karat besi merupakan gabungan dari sekitar 11 jenis senyawa, yaitu senyawa antara besi (Fe) dengan oksigen (O), ion hidroksil (OH–), dan atau air (H2O). Senyawa-senyawa tersebut antara lain magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3), lepidokrokit (gamma-FeO[OH]), geotit (alpha-FeOOH), dan magemit (gamma-Fe2O4). Untuk membedakan senyawa-senyawa ini harus melalui uji laboratorium.
Sebagian besar serbuk karat yang telah didekantasi dan dikeringkan tidak akan tertarik oleh magnet karena banyak mengandung besi(III) oksida (Fe2O3). Ketika dipanaskan, serbuk karat akan mengalami perubahan warna dari kemerahan menjadi kehitaman. Hal ini disebabkan oleh perubahan bilangan oksidasi besi pada serbuk karat menjadi besi(II,III) oksida (Fe3O4). Serbuk karat yang banyak mengandung Fe3O4 tertarik oleh magnet. Mengapa demikian? Mari simak penjelasan berikut mengenai faktor yang memengaruhi sifat kemagnetan.
Elektron pada atom menghasilkan medan magnet saat bergerak, berotasi mengelilingi inti, dan berputar pada sumbunya sendiri. Jika elektron-elektron memiliki orientasi putaran yang sama, atom akan bersifat magnetis sehingga merespon terhadap medan magnet. Tetapi, jika putaran elektron-elektron mengarah ke orientasi yang beragam, atom tidak bersifat magnetis karena medan magnet saling menetralkan. Akibatnya, atom tidak merespon terhadap medan magnet lain.
Atom dari unsur tertentu, misalnya besi, banyak memiliki elektron dengan orientasi putaran ke arah yang sama sehingga bersifat magnetis. Tetapi, unsur aluminium hanya memiliki sebagian kecil elektron yang berorientasi seragam sehingga kurang bersifat magnetis. Perhatikan perbandingan susunan elektron antara atom besi dan aluminium.
26Fe = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 4d6
13Al = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
Atom besi memiliki 4 elektron tak berpasangan spin yang memiliki orientasi seragam yaitu pada orbital d, sedangkan aluminium memiliki 1 elektron. Elektron-elektron lain pada atom besi dan aluminium memiliki orientasi yang saling meniadakan karena berpasangan.
Apa yang disebut magnet? Magnet adalah benda yang dapat menarik logam besi. Mengapa tidak semua besi yang bersifat magnetis adalah magnet? Pada magnet, atom-atom berjajar sedemikian rupa dalam bentuk padatannya sehingga seluruh medan magnet menuju arah yang sama. Besi yang belum dimagnetisasi tidak memiliki medan magnet kuat untuk menarik besi lain. Bedakan antara sifat magnetis dan medan magnet. Magnetisasi menyebabkan sifat magnetis besi menjadi cukup kuat sehingga medan magnetnya kuat untuk menarik besi-besi lain di sekitarnya.
Bagaimana cara membuat magnet? Untuk membuat suatu bahan menjadi magnet, orientasi domain perlu disejajarkan mengarah ke kutub yang sama. Domain adalah kelompok atom yang menyusun padatan. Satu kelompok atom logam kemungkinan telah sejajar, tetapi padatan logam terdiri atas beberapa kelompok atom yang kemungkinan besar belum sejajar. Misalnya, dengan menggosok besi dalam satu arah menggunakan magnet atau mengalirkan arus listrik pada kawat tembaga akan mengubah arah jarum kompas (magnet). Hal ini dikarenakan arah domain telah disejajarkan ke kutub tertentu. Untuk menyejajarkan domain dan membuat magnet, dibutuhkan medan magnet dari luar atau aliran listrik. Hal ini menyebabkan bahan yang bersifat magnetis menjadi sangat magnetis sehingga dapat menarik logam besi lainnya. Arah domain ini ada yang sejajar secara permanen dan ada juga yang hanya bersifat sementara. Hanya bahan feromagnetik yang dapat dibuat menjadi magnet permanen, yaitu bahan yang secara spontan membentuk domain sejajar.
Bagaimana dengan senyawa dari besi? Apakah molekulnya akan bersifat magnetis sama seperti besi? Kemungkinan besar, molekul menjadi kurang magnetis atau tidak bersifat magnetis karena orientasi elektron dari masing-masing atom pada molekul bekerja saling menetralkan. Hal ini terbukti pada karat besi yang terutama terdiri atas besi(III) oksida (Fe2O3). Sebagian besar karat hanya sedikit tertarik pada magnet. Jika dipanaskan, terjadi reaksi oksidasi lanjutan menghasilkan Fe3O4. Senyawa ini memiliki kekuatan medan magnet sekitar ¼ dibandingkan besi murni.
Is Rust Magnetic?
Iron undergoes a chemical change when it reacts with oxygen from the air in the presence of moisture to form a solid, reddish-brown, hydrated iron oxide, know more commonly as rust.
Ordinarily, rusting is quite a slow reaction. In order to speed up the reaction, bleach and vinegar will be added in this experiment. The resulting rust will be isolated and tested to see if it possesses a magnetic property. The rust will then be strongly heated, turning it into another form of iron oxide. This product will also be tested to see if it is magnetic.Place the washers into one of the jars and add enough water to cover it. You see no change on the washers because water affects iron very slowly.
Make sure you have eye protection on. Work in a well-ventilated area. Add 4 teaspoons of bleach and 2 teaspoons of vinegar to the water and stir. Allow the mixture to set for a day or longer. The longer it sets, the more powder (rust) you will accumulate.
Stir the mixture briefly to dislodge any rust adhering to the washers. Remove the washers from the jar and wait for the powder to settle. Carefully pour off the clear solution (a process called decanting). The powder and some liquid will remain at the bottom of the jar.
Wash the powder by filling the jar with water and stirring. Once again allow the powder to settle and decant off most of the water.
Allow the liquid to evaporate and the powder to dry thoroughly. This may take a day or two. Test the powder by touching a magnet to it.
Place the powder on an old spoon and heat it on the burner of a hot plate. The reddish powder slowly turns blue-black as it changes to the magnetic oxide of iron.
After the color of the powder has changed completely, allow it to cool to room temperature.
Test the powder with a magnet.
Dispose of the liquids down the drain. The solids should be disposed of in the trash container.
eksperimen kimia sederhana 
Tinggalkan komentar